Komisioner Jenderal UNRWA, Filippo Grandi mengaku dirinya "terkejut dan marah" atas kematian di Muzeirib di Provinsi Daraa itu.
Badan tersebut mengatakan 18 orang tewas termasuk lima anak-anak dalam serangan itu, dan 20 lainnya cedera termasuk dua anak-anak yang kehilangan anggota tubuh.
"Saya harus menyatakan kebencian saya terhadap pengabaian atas nyawa warga sipil dan hukum internasional," kata Grandi dalam sebuah pernyataan.
"Semua pihak dalam konflik harus menjamin bahwa warga sipil dan instalasi PBB dilindungi," katanya.
Lembaga swadaya masyarakat berpusat di Inggris, Pengamat HAM Suriah mengatakan kematian para korban disebabkan oleh paket peledak berisi bom barel yang dijatuhkan pasukan rejim berkuasa di dekat sekolah itu.
Organisasi tersebut mencatat 19 korban tewas dalam serangan itu.
Saat ini terdapat 540 ribu pengungsi Palestina di Suriah, sebagian besar diantaranya mengungsi karena konflik yang pecah di negara itu sejak Maret 2011.